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| 講演名 | 2026-08-10 15:50 ［招待講演］グラフェンを用いた電気的な生化学反応計測と病原体検出への応用 ○小野尭生（阪大）  SRW2026-27 MICT2026-29 |
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| 抄録 | （和） | 炭素の単原子層薄膜であるグラフェンは，比表面積やキャリア移動度が極めて高い特異な２次元ナノ材料である．グラフェン表面に分子が吸着すると，分子からの電子移動や電界効果によってグラフェンの電子密度は変化するが，この電子密度変化はグラフェンの高移動度によって大きな導電率変化として現れる．この性質は，生化学反応に伴う分子の吸着解離の高感度電気計測に利用できる．本講演では，上記の背景のもと我々が進めてきたグラフェンバイオセンサーの研究について紹介する． 極微量でも重大な結果をもたらすウイルスや細菌といった病原体は，高感度検出が必要なためセンサーの最適な適用先の一つである．我々は様々なデバイス構造を持つグラフェンバイオセンサーを開発し，病原体の超高感度・迅速検出を実証してきた．例えば，グラフェンチャネル上に微小液滴を形成し，胃がんの原因となる細菌Helicobacter pyloriを液滴に封じ込めて，液滴中での菌のアンモニア産生反応をグラフェンの導電率変化から評価した．その結果，１菌体以下(菌体断片)レベルの高感度検出を30分以内に達成することができた．こうした病原体検出は感染症診断や水質検査などへの幅広い応用が期待できる．また病原体検出だけでなく，抗ウイルス薬の薬効評価などにも研究を展開している．これらの成果を紹介しながら，グラフェンバイオセンサーの社会実装に向けても議論したい． |
| （英） | Graphene, a single-layer of carbon atoms, is a unique two-dimensional nanomaterial characterized by an extremely high specific surface area and carrier mobility. When molecules adsorb onto the graphene surface, the electron density of graphene changes due to electron transfer and/or electric field effects from the molecules. Owing to graphene’s high mobility, this change in electron density manifests as a significant change in electrical conductivity of graphene. This property can be utilized for highly sensitive electrical measurements of molecular association and dissociation in biochemical reactions. In this presentation, I will introduce our research on graphene biosensors for these measurements. Pathogens such as viruses and bacteria, which can have serious consequences even in trace amounts, require highly sensitive detection and are therefore one of the optimal targets for graphene biosensors. We have developed graphene biosensors with various device structures and have demonstrated ultra-sensitive and rapid detection of these pathogens. For example, we formed a microdroplet on graphene channel, encapsulated Helicobacter pylori, a bacterium that causes stomach cancer, within the microdroplet, and evaluated the ammonia-producing reaction of the bacteria in the microdroplet based on the conductivity changes of graphene. As a result, we were able to achieve highly sensitive detection at the level of a single bacterial cell or less (bacterial fragments) within 30 minutes. The detection of such pathogens is expected to have a wide range of applications, including infectious disease diagnosis and water quality testing. In addition to detecting pathogens, we are also expanding our research to evaluate the efficacy of antiviral drugs. While presenting these results, I would also like to discuss the practical applications of graphene biosensors. |
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| キーワード | （和） | グラフェン / ウイルス / 細菌 / バイオセンサー / / / / |
| （英） | Graphene / Virus / Bacteria / Biosensor / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 126, no. 147, MICT2026-29, pp. 32-32, 2026年8月. | |
| 資料番号 | MICT2026-29 | |
| 発行日 | 2026-08-03 (SRW, MICT) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | SRW2026-27 MICT2026-29 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | SRW MICT |
| 開催期間 | 2026-08-10 - 2026-08-10 |
| 開催地（和） | 鳥取大学 |
| 開催地（英） | Tottori Univ. |
| テーマ（和） | MICT/SRW合同研究会 |
| テーマ（英） | MICT/SRW Joint Workshop |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | MICT |
| 会議コード | 2026-08-SRW-MICT |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | グラフェンを用いた電気的な生化学反応計測と病原体検出への応用 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Electrical Measurement of Biochemical Reactions Using Graphene and Its Applications to Pathogen Detection |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | グラフェン / Graphene |
| キーワード(2)（和/英） | ウイルス / Virus |
| キーワード(3)（和/英） | 細菌 / Bacteria |
| キーワード(4)（和/英） | バイオセンサー / Biosensor |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 小野 尭生 / Takao Ono / オノ タカオ |
| 第1著者 所属（和/英） | 大阪大学 (略称： 阪大) The University of Osaka (略称： Univ. Osaka) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2026-08-10 15:50:00 |
| 発表時間 | 50分 |
| 申込先研究会 | MICT |
| 資料番号 | SRW2026-27, MICT2026-29 |
| 巻番号（vol） | vol.126 |
| 号番号（no） | no.146(SRW), no.147(MICT) |
| ページ範囲 | p.32 |
| ページ数 | 1 |
| 発行日 | 2026-08-03 (SRW, MICT) |
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